【正文】 對較高。因為對于直接序列擴頻技術(shù)來說，為了取得較高的數(shù)據(jù)速率，并達到擴頻的目的，選取的碼片的速率就要更高，這對于現(xiàn)有的碼片來說比較困難；對于接收端的 RAKE 接收機來說，在高速數(shù)據(jù)速率的情況下，為了達到良好的時間分集效果，要求 RAKE 接收機有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在硬件上不易實現(xiàn)。它可以支持最高 11Mbps的數(shù)據(jù)速率，運行在 ISM頻段上，采用的調(diào)制技術(shù) 是 CCK。 特性 物理層 頻段 速率 安全 吞吐量 范圍 優(yōu)點 缺點 表 特性說明 說明 直序擴頻 (DSSS) 調(diào)頻擴頻 (FHSS) 紅外(IR) (ISM 頻段， 和 )， 5Ghz() 11Mbps， 2Mbps，() 55M( ) 基于 RC4的流加密算法，有限的密鑰管理 11M() 54M(， ) 室內(nèi) 100米，室外 300米左右 無需布線，使用靈 活方便，產(chǎn)品已經(jīng)很多且成熟，價格已經(jīng)下降 安全方便，吞吐量會隨著用戶的增多和距離的加大而下降 MAC 層和多樣的物理層，其物理層標準主要有,a和 g。我們應(yīng)該即要看到藍牙的特點、優(yōu)點，也要看到藍牙的問題和不成熟度。人們希 望這種理想盡快實現(xiàn)，產(chǎn)品盡快問世。 表 第 5 頁 共 49 頁 中北大學(xué) 2020屆畢業(yè)論文 小結(jié) 綜上所述藍牙技術(shù)是一種全球統(tǒng)一標準、互操作強、體積小、工作頻段不受限制、無需電纜連接的無線網(wǎng)絡(luò)新產(chǎn)品，特別適于短距離移動傳輸。 藍牙技術(shù)采用 1600hpo/s的跳頻擴頻通信技術(shù)，能在特殊模式下支持 3200hpo/s跳頻速率；引入 電路交換和分組交換方式，實現(xiàn)同時承載數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)；支持多種功耗模式，適合應(yīng)用于電池供電的數(shù)字設(shè)備。藍牙技術(shù)標準制訂時間順序如下 [1]： (1) 2020年 11 月 4日， +EDR版標準； (2) 2020年 11 月 5日， ； (3) 2020年 2月 22日， ； (4) 1999年 12月 l日， ； (5) 1999年 7月 26日， ，第一個對外公布的標準； (6) 1999年 7月 5日， ； (7) 1999年 4月 30日， 09版標準； (8) 1999年 l月 21日， 08版標準； (9) 1998年 10月 19日， 07版標準。 （ 6）各種家用設(shè)備的遙控和組成家電網(wǎng)絡(luò)。 （ 5）數(shù)字相 機中圖像的無線傳輸。筆記本電腦還在皮包里時收到了外來的電子郵件，用戶的移動電話就會發(fā)出聲音，提醒用戶 “電腦收到了電子郵件 ”。在會議中， “藍芽 ”技術(shù)可以迅速使自己的信息通過電腦、手機、 PDA等供其他與會者共享。 “藍芽 ”技術(shù)可以使便攜式電腦在任何地方都能通過移動電話手機進入因特網(wǎng)，隨時隨地到因特網(wǎng)上去 “沖浪 ”。 “藍芽 ”技術(shù)使一部移動電話手機能在多種場合內(nèi)使用：在辦公室里，這部手機是內(nèi)部電話，不計電 話費；在家里，是無繩電話，計固定電話費；出門在外，是一部移動電話，按移動電話的話費訂費。 藍牙技術(shù) 藍牙，是一種支持設(shè)備短距離通信（一般 10m藍牙技術(shù)的典型應(yīng)用 藍牙技術(shù)適用于以下三個方面的短距離無線連接： （ 1）數(shù)據(jù)和語音接入點； （ 2）替代電線和電纜； （ 3）包含硬件、軟件和互操作需求的一種無固定中心站的網(wǎng)絡(luò)?；谒{牙芯片開發(fā)相應(yīng)的模塊是該技術(shù)應(yīng)用的最佳途徑，有利于提高效率、降低成本、增加結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈活性，特別是模塊已經(jīng)集成了射頻電路從根本上解決了模塊應(yīng)用的技術(shù)難題，更有利于形成優(yōu)勢互補的產(chǎn)業(yè)鏈，推動了藍牙技術(shù)的快速發(fā)展。藍牙技術(shù)的發(fā)展和完善經(jīng)歷了較長的時間過程，從創(chuàng)立之處起逐步完善和發(fā)展了技術(shù)標準，優(yōu)化和擴大了應(yīng)用領(lǐng)域，進一步提高了無線通信的可靠性和安全性。這說明我國的研究力量已經(jīng)開始向短距離無線通信領(lǐng)域轉(zhuǎn)移了，可以相信在未來幾年，國內(nèi)對這方面的研究將會更加深入和富有成效，從而最大程度地保護自主知識產(chǎn)權(quán)，爭取在未來的技術(shù)標準競爭中位于不敗位置。不少高校、公司和研究機構(gòu)都在積極參與 [15]。不過，隨著我國加入 WTO，各種 各樣的知識產(chǎn)權(quán)糾紛接踵而至，許多組織機構(gòu)和公司已經(jīng)將短距離無線通信技術(shù)納入了今后的研究視野。 短距離無線通信技術(shù)目前在中國尚處于拓荒階段。通過藍牙模塊的設(shè)計，將有利于理解無線通信系統(tǒng)的一般特征，為今后學(xué)習(xí)和應(yīng)用其他無線通信技術(shù)奠定 第 2 頁 共 49 頁 中北大 學(xué) 2020屆畢業(yè)論文 了基礎(chǔ)，具有典型的代表意義。相比較之下，藍牙技術(shù)作為一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動設(shè)備通信環(huán)境建立一個特別的連接。HomeRF技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜，設(shè)備要求高 。本課題將對目前常用的和最新的短距離無線通信技術(shù)標準進行研究，分析了它們的優(yōu)缺點及實現(xiàn)方法，比較了它們在技術(shù)上的異同點，討論了在選擇、使用這些技術(shù)時應(yīng)注意的問題，并且選擇藍牙技術(shù)設(shè)計一個用于鼠標、鍵盤、 USB 適配器的通信系統(tǒng)。從藍牙協(xié)議制定的九個應(yīng)用協(xié)議描述看出，低速的短距離無線通信的應(yīng)用前景是非常廣闊的，特別是在后續(xù)的 IEEE 增加了測距和定位功能后，其市場范圍將進一步擴大。其中作為家庭控制領(lǐng)域的應(yīng)用協(xié)議描述（ Application Profile）已經(jīng)制定完成。 另一方面，低速短距離 無線通信的代表技術(shù) Zigbee 也在 Zigbee 聯(lián)盟的運作下穩(wěn)步發(fā)展。移動通信終端是發(fā)展最快的領(lǐng)域，隨著 3G的全面商用，對終端的存儲容量、處理能力和互通性要求也越來越高， UWB這種高速短距離無線通信對藍牙技術(shù)替代也是自然的。同樣的情況出現(xiàn)在計算機周邊設(shè)備，主機與顯示器、 USB 第 1 頁 共 49 頁 中北大學(xué) 2020屆畢業(yè)論文 存儲設(shè)備、掃描儀、投影儀等高速傳輸?shù)慕涌谝残枰獰o線化，而且需求更為急迫。家庭消費電子是家電廠商的傳統(tǒng)勢力范圍，不過隨著設(shè)備的復(fù)雜性增加，各種各樣的線纜越來越成為了累贅。 超寬帶（ UWB）作為高速短距離無線通信技術(shù)的核心已經(jīng)被大家所公認，盡管物理層標準尚處于爭論階段，但產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的進程卻非?？焖?。正是有了 WiFi成功的先例。 由此可見，一種技術(shù)的應(yīng)用推廣，除了技術(shù)本身完善且有明確的市場定位外，國際產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的推動作用是非常巨大的。有意思的是，作為同時期完成標準化的技術(shù) IEEE 無線局域網(wǎng)，卻在 WiFi聯(lián)盟的強力推動下，得到了空前的推廣。 短距離無線通信作為一個相對較新的技術(shù)，它的市場和應(yīng)用一直備受業(yè)界所關(guān)注。因此，又出現(xiàn)了另外一種需求：實現(xiàn)低價位、低功耗、可替代電纜的短距離無線通信。這些技術(shù)能實現(xiàn)遠距離的通信。2020屆畢業(yè)論文 1 緒論 概述 進入 21 世紀以來，無線通信技術(shù)正在以前所未有的速度向前發(fā)展?，F(xiàn)有的GSM、 NCDMA等技術(shù)正紅紅火火地發(fā)展，第三代移動通信系統(tǒng) (3G)也已經(jīng)提上了議事日程，并將很快投入商用。但人們也許沒有注意到，在同一間屋內(nèi)或很近的地方，同樣也需要無線通信。人們希望通過一個小型的、 短距離的無線網(wǎng)絡(luò)為移動和商業(yè)用戶提供各種服務(wù)。從 1999 年藍牙標準的橫空出世開始，很多技術(shù)觀點都認為短距離無線通信市場會出現(xiàn)爆發(fā)式的增長，但近十年過去了，事實證明，藍牙至今都還沒有進入快速的發(fā)展階段，其應(yīng)用仍停留在高端手機的無線耳機。如今隨著 Intel的迅馳技術(shù)一道， WiFi的 Logo已經(jīng)在筆記本電腦中隨處可見 。藍牙目前的現(xiàn)狀也正是由于產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的運作不夠成熟所造成的?，F(xiàn)在還處于技術(shù)標準化時期的短距離無線通信技術(shù)，就紛紛建立各自的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，一方面推動高層協(xié)議的規(guī)范化，進而開展設(shè)備認證和互通測試，另一方面積極進行市場宣傳和普及，為今后的產(chǎn)品商用做準備。目前 UWB比較明確的市場包括家庭消費電子、計算機周邊設(shè)備和移動通信終端。以數(shù)字電視機為中心，包括 CD/DVD 播放設(shè)備、音響設(shè)備、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等等這些消費類電子產(chǎn)品之間的大量數(shù)據(jù)的傳輸需要 UWB提供高速短距離無線通信技術(shù)。 Intel所主導(dǎo)的 Wireless USB正是這種高速應(yīng)用的推動組織， 2020年初已經(jīng)有公司展出了基于多頻帶 OFDM的超寬帶技術(shù)的無線 USB控制器。面對著如此多的應(yīng)用場景，各種針對應(yīng)用的技術(shù)聯(lián)盟也積極開展研究和測試，除了上面提到的 Wireless USB之外，還有 1394 Trade Association和中國的閃聯(lián)工作組 IGRS。 2020年底 Zigbee聯(lián)盟發(fā)布第一個 Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范，并確定 Zigbee的啟動市場為家庭控制、建筑物自動化和工業(yè)自動化。其它領(lǐng)域的應(yīng)用協(xié)議也正在制定中。 由于人們對無線通 信的需求越來越大，各種短距離無線通信技術(shù)將在自動化控制和家庭信息化領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。之所以選擇藍牙技術(shù)，是因為目前較成熟的短距離無線通信技術(shù)中， IrDA 紅外傳輸雖然效率較高但穿透力差 。但它專為數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計 不能直接提供語音服務(wù)，目前提供的帶寬也比較有限。同時它擁有跳頻更快，數(shù)據(jù)包更短等優(yōu)點，這是藍牙比其它系統(tǒng)更穩(wěn)定，藍牙技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于計算機、手機、照相機、播放器、打印機等電子設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸與交換中，因此藍牙技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣泛。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 短距離無線通信技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用較好的適應(yīng)了市場發(fā)展的需求 ,特別是在最近一兩年內(nèi)以驚人的速度發(fā)展 ,各種相關(guān)技術(shù)層出不窮 ,已經(jīng)在醫(yī)療、銷售、制造、倉儲、運輸、會展、金融、小型辦公、學(xué)校等許多不適合或無法布線的場合或需要移動辦公、移動工作的企事業(yè)單位和行業(yè)系統(tǒng)得到了初步的應(yīng)用。國內(nèi)的通信廠商對短距離無線通信標準化的參與還不是很多，主要停留在研究跟蹤階段。 中國通信標準化協(xié)會（ CCSA）的無線通信技術(shù)委員會第三工作組已經(jīng)開始就超寬帶技術(shù)進行了課題研究，并即將輸出相應(yīng)的研究報告，其它領(lǐng)域如 RFID、Zigbee也有了對應(yīng)的研究計劃。 從國際標準組織上看，我國不少高校和公司已經(jīng)成為超寬帶兩大陣營組織的成員，